Земляные работы при строительстве газопроводов

Основной этап строительства газопроводов начинается с земляных работ. Для подземной коммуникации при открытой прокладке разрабатывают траншею, которую потом засыпают и проводят рекультивацию земель. Для надземного трубопровода, если только он не прокладывается по стенам, выполняют котлованы (скважины) под опоры.

Траншея представляет собой выемку грунта значительной длины и небольшой ширины, в которую укладывается строящийся газопровод. Ее размеры зависят от диаметра трубы. В отличие от траншеи котлован представляет собой выемку, ширина и длина которой незначительно отличаются по размерам. При эксплуатации газопроводов котлованы разрабатывают для врезок или ремонтных работ.

Рис.1 Траншеекопатель

Кстати, слово «траншея» также служит для обозначения фортификационных военных сооружений, раскопку которых российская армия производит траншейной машиной К-703МВ-ТМК-3 (рис.1). Она состоит из базового шасси, роторного траншейного рабочего органа и бульдозера. Агрегат отрывает траншею глубиной 1,5 метра в талых грунтах со скоростью 700 метров в час, в мерзлых - 210 метров в час.

Рис.2 Профиль траншеи

Траншея может устраиваться с откосами или с вертикальными стенками (рис.2). Вынутый грунт складывается в отвал с одной стороны на расстоянии от края не менее 0,5 м, другая сторона остается свободной для выполнения монтажно-укладочных работ.

Откосы — это наклонные боковые стенки выемки. Они должны иметь определенный уклон, зависящий от характеристик грунта, который может под действием силы тяжести засыпать дно выемки и привести к несчастному случаю. Кроме того, при обрушениях возрастают затраты на восстановление контура траншеи, требуется больше грунта для обратной засыпки. Для исключения размыва грунта, образования оползней, обрушения стенок до начала земляных работ требуется обеспечить отвод поверхностных и подземных вод.

Рис.3 Траншея

Окружающие откосы горизонтальные или слегка наклонные поверхности называются бермой (рис.3). Она предотвращает падение грунта из отвала в траншею. Дно выемки представляет собой нижнюю плоскую часть траншеи.

Траншеи с вертикальными стенками

В не влажных грунтах, имеющих равномерную структуру, можно выполнять вертикальные стенки траншеи при глубине выемки:

• в гравийных, песчаных грунтах — до 1 м;

• в супесях — до 1,25 м;

• в глинистых грунтах и суглинках — до 1,5 м.

Котлованы и траншеи большей глубины отрывают с откосами.

Рис.4 Крепление стенок вертикальных траншей

Необходимость крепления стенок устанавливается проектом в зависимости от глубины выемки, состояния грунта, гидрогеологических условий. В траншее с вертикальными стенками для повышения уровня безопасности применяют крепления:

• горизонтальное с прозорами (рис.4, а) или вертикальное с прозорами (рис.4, в) – в сухих грунтах при глубине до 3 м;

• горизонтальное сплошное (рис.4, б) или вертикальное сплошное (рис.4, д) – в сухих грунтах, обладающих способностью местного сползания, в плотных грунтах при глубине более 3 м.

При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см. Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 0,5 м. Разборку креплений производят в обратном направлении снизу вверх по мере обратной засыпки траншеи.

Траншеи с откосами

Основным условием, обеспечивающим безопасность работников в траншее, является выполнение откосов с крутизной, указанной в таблице 1.

Таблица 1

Механизация раскопок

Разработку траншеи можно производить одноковшовым экскаватором или, гораздо реже, экскаватором непрерывного действия. Первые представляют самый распространенный тип землеройных машин для строительства и добычи полезных ископаемых. Они производят разработку, транспортировку и погрузку грунта последовательно в определённом порядке с многократным повторением рабочего цикла. Непрерывные агрегаты совмещают эти операции, поэтому имеют более высокую производительность, но обладают меньшей универсальностью. Их применение оправдано при большом объеме земляных работ.

Рис.5 Работа одноковшового экскаватора

Одноковшовые экскаваторы незаменимы (рис.5):

• на участках с выраженной холмистой местностью;

• в мягких грунтах с включением валунов;

• на участках повышенной влажности;

• в обводненных грунтах;

• при широких траншеях под многониточные газопроводы.

Рис.6 Экскаватор непрерывного действия Bagger 293

Экскаваторы непрерывного действия можно использовать на участках со спокойным рельефом местности, на отлогих возвышенностях, на участках с плотными, нескальными и мерзлыми грунтами. Кстати, самым крупным наземным транспортным средством в мире является экскаватор Bagger 293 (рис.6). Его длина — 225 м, а высота — 96 м. Экскаватор питается от внешнего источника энергии — угольной электростанции, которая приводит в движение его электродвигатель.

Рис. 7 Гидромолот на экскаваторе

В мерзлых грунтах применяются комбинированные способы разработки траншеи:

• поочередно рыхление гидромолотом на одноковшовом экскаваторе (рис.7) с последующей навеской ковша и выемкой грунта;

• послойная разработка с помощью рыхлителей на базе бульдозера с последующей экскавацией одноковшовыми экскаватором;

• нарезка щели баровой установкой на бульдозере с последующей выемкой мерзлых блоков одноковшовым экскаватором.

Рис.8 Когда слани не помогли

Разработку траншей на болотах осуществляют в зависимости от несущей способности. На болотах с несущей способностью более 0,01 МПа применяют болотные одноковшовые экскаваторы или обычные экскаваторы, установленные на перекидных щитах или сланях. Слани представляют собой настил для придания устойчивости и равномерного распределения нагрузок (рис.7). На болотах с несущей способностью менее 0,01 МПа земляные работы выполняют экскаваторами, установленными на понтонах. При глубине торфа до 1 м при наличии подстилающего основания с высокой несущей способностью траншею разрабатывают, предварительно удалив торф бульдозером (экскаватором). При этом глубина траншеи должна быть на 0,15-0,2 м ниже проектной отметки.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь